Verkeersongelukken, tumor resecties, en aangeboren ziekten kunnen aanzienlijke trauma's veroorzaken, wat kan leiden tot grote botvervormingen en/of botverlies. Hoewel bot enig vermogen heeft om te regenereren, grote botdefecten kunnen niet worden genezen zonder ingrijpende medische procedures.

In deze situaties, metalen implantaten worden veel gebruikt, maar de bio-inertheid van dergelijke implantaten vormt een grote uitdaging bij de engineering van botweefsel. Bioinert metalen implantaten missen botintegratie, na verloop van tijd losser worden, en kan leiden tot bijwerkingen rond het gebied waarin ze zijn geïmplanteerd.

In Bio-interfasen , onderzoekers van de Middle East Technical University in Turkije demonstreren een verscheidenheid aan benaderingen die alternatieven zijn voor metalen implantaten en gebruiken natuurlijke polymeercoatings om de bot-implantaatintegratie te verbeteren, ook wel osseo-integratie genoemd.

"We gebruikten een zachte structuur, die sterk lijkt op menselijke weefsels, en plaatste deze structuur tussen menselijk of dierlijk bot en een metalen oppervlak, " zei auteur Zafer Evis. "Dit dient als een interfase toenemende botneiging om zich aan implantaten te hechten en losraken of bacteriële invasie te voorkomen."

Het tot stand brengen van een sterke en robuuste chemische interactie tussen een metaal en een volledig organisch en natuurlijk polymeer is een belangrijke vooruitgang op het gebied van botweefselengineering. Het opent een nieuw tijdperk van toepassingen met een breder scala aan modaliteiten die kunnen worden toegepast bij bijna alle harde weefseldefecten en trauma's.

Het onderzoek laat een aantal belangrijke bevindingen zien. Eerst, natuurlijke polymeercoatings verbeterde de elektrochemische corrosie-eigenschappen van metalen aanzienlijk, en metalen hebben de neiging om corrosie te weerstaan ​​na polymeercoating. Tweede, polysachariden en eiwitten kunnen met succes op metalen oppervlakken worden geënt zonder hun biologische aard te verliezen.

"Een van de verrassingen is dat de coatings onbeperkt kunnen worden aangepast, "zei Evis. "Ze kunnen worden samengesteld, opnieuw geconfigureerd, en afgestemd op het toestaan ​​of verbieden van bepaalde biologische activiteiten, zoals het toestaan ​​van celhechting terwijl het niet toestaan ​​van bacteriële hechting."

Coatings kunnen ook worden ontworpen om multifunctioneel te zijn, dat is het doel bij toepassingen van weefselengineering.

De onderzoekers zijn van plan de biologische functionaliteit van natuurlijke polymeercoatings op titaniumimplantaten te verbeteren. Hoewel natuurlijke polymeren met succes kunnen worden gecoat op metalen implantaten, de robuustheid, opbrengst, en mechanische stabiliteit van polymeren op metaal zijn nog steeds zeer problematisch.

Ze zullen proberen de behoefte aan complexe apparaten en methoden te overtreffen om de stabiliteit van polymeer-metaal-interacties te verbeteren en uiteindelijk interfase-duurzaamheid op lange termijn te bereiken. De besproken methoden kunnen worden gebruikt in combinatie met andere methoden voor het modificeren van het implantaatoppervlak om de biologische activiteit van de metalen implantaten verder te verbeteren.